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Atomistic mechanism of high ionic conductivity in lithium ytterbium-based halide solid electrolytes:A first-principles study

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Journal of Rare Earths 2024年第1期42卷 155-162,I0006页

作者： Limin wang Wei Xiao Lu Sun Rong Yang Jinqiu Yu ligen wang State Key Laboratory of Nonferrous Metals and Processes China GRINM Group Co.Ltd.Beijing100088China GRIMAT Engineering Institute Co. Ltd.Beijing101407China General Research Institute for Nonferrous Metals Beijing100088China China Automotive Battery Research Institute Co. Ltd.Beijing101407China Rare Earth Functional Materials(Xiong'an)Innovation Center Co. Ltd.Xiong'an071700China

As the next generation of commercial automotive power batteries begins replacing liquid lithium batteries,many look towards all-solid-state batteries to pioneer the ***-so lid-state batteries have attracted the attention of countless researchers around the world because of their high safety and high energy *** recent times,halide solid-state electrolytes have become a research hotspot within solid-state electrolytes because of their potentially superior *** this paper,in the framework of DFT,we investigated the atomic mechanisms of improving the ionic conductivity and stability of Li_(3)YbCl_(6).Our calculations show that both trigonal and orthorhombic Li_(3)YbCl_(6) exhibit wide electrochemical windows and metastable properties(100 meV/atom>Ehull>0 meV/atom).However,the orthorhombic Li_(3)YbCl_(6) can be stabilized at high temperatures by taking the vibrational entropy into account,which is supported by the experimental ***,it is expected that because of the Yb/Li synergistic interactions that,due to their strong mutual coulomb repulsion,influence the Li^(+)transport behavior,the orthorhombic Li_(3)YbCl_(6) might have superior ionic conductivities with appropriate Li+migration paths determined by the Yb^(3+) ***,higher ionic conductivities can be obtained by regulating the random distribution of Li^(+) *** Li^(+)-deficiency can also largely increase the ionic conductivity by invoking *** study helps gain a deeper understanding of the laws that govern ionic conductivities and stabilities and provides a certain theoretical reference for the experimental development and design of halide solid-state electrolytes.

关键词： Halide solid-state electrolytes Phase stability Ionic conductivity First-principles calculations Rare earths

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Comprehensive investigation on the structural,electronic and mechanical properties of T-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)phases in Al-Mg-Zn alloys

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Journal of Materials Science & Technology 2024年第6期173卷 237-246页

作者： Boyu Xue Wei Xiao Xiwu Li Guanjun Gao Xiaowu Li Yongan Zhang ligen wang Baiqing Xiong State Key Laboratory of Nonferrous Metals and Processes China GRINM Group Co.Ltd.Beijing 100088China GRIMAT Engineering Institute Co. Ltd.Beijing 101407China General Research Institute for Nonferrous Metals Beijing 100088China Department of Materials Physics and Chemistry School of Materials Science and EngineeringKey Laboratory for Anisotropy and Texture of MaterialsMinistry of EducationNortheastern UniversityShenyang 110819China

In the development process of crossover aluminum alloys,T-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)phases play a significant role in the precipitation strengthening ***,comprehensive understandings of the structural characteristics,interactions among alloying elements,mechanical property dependence on composition variation,effects of doping and defects *** still inadequate.A combination of density functional theory(DFT)calculations and special quasi-random structures(SQSs)was applied to investigate the formation energies,lattice parameters,electronic structures and mechanical properties of the disordered T-phases,as well as the effects of possible defects and alloying *** formation energy and lattice constant of the T-phase gradually vary from 0 to-0.12 eV/atom and from 1.460 to 1.405 nm,respectively,with increasing Zn ***-3d orbitals exhibit stronger hybridization with Al-3s than Mg-3s orbitals,and this is further enhanced by increasing Zn contents,leading to improved covalency and mechanical properties of the *** T-phases show good ductility according to the Poisson's ratio ν,Cauchy's pressure and G/*** A site is more favorable to remain vacant in Al-rich and Zn-poor environments,which is consistent with the previous experimental *** alloying elements,Zn atoms tends to occupy Al atoms at the B,C and F sites and Mg atoms at the G *** Cu and Ag elements can decrease the formation energy of T-phases and possibly produce a greater number of T-phases during the precipitation *** effect of Ag is more significant relative to Cu due to the deeper orbital *** computational results show good agreement with previous experimental data and provide new insights into the compositional design of new Al-Mg-Zn alloys.

关键词： Al-Mg-Zn alloys Precipitation Mechanical properties Thermodynamic stability Density functional theory

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Single-atom Sn-Zn pairs in CuO catalyst promote dimethyldichlorosilane synthesis

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National Science Review 2020年第3期7卷 600-608页

作者： Qi Shi Yongjun Ji Wenxin Chen Yongxia Zhu Jing Li Hezhi Liu Zhi Li Shubo Tian ligen wang Ziyi Zhong Limin wang Jianmin Ma Yadong Li Fabing Su Gripm Advanced Materials Co. Ltd State Key Laboratory of Multiphase Complex Systems Institute of Process EngineeringChinese Academy of Sciences Zhongke Langfang Institute of Process Engineering Beijing Key Laboratory of Construction Tailorable Advanced Functional Materials and Green Applications School of Materials Science and Engineering Beijing Institute of Technology Department of Chemistry Tsinghua University College of Engineering Guangdong Technion–Israel Institute of Technology (GTIIT) Technion–Israel Institute of Technology (IIT) School of Physics and Electronics Hunan University Institute of Industrial Chemistry and Energy Technology Shenyang University of Chemical Technology

Single-atom catalysts are of great interest because they can maximize the atom-utilization efficiency and generate unique catalytic properties; however, much attention has been paid to single-site active components, rarely to catalyst promoters. Promoters can significantly affect the activity and selectivity of a catalyst, even at their low concentrations in catalysts. In this work, we designed and synthesized Cu O catalysts with atomically dispersed co-promoters of Sn and Zn. When used as the catalyst in the Rochow reaction for the synthesis of dimethyldichlorosilane, this catalyst exhibited much-enhanced activity,selectivity and stability compared with the conventional Cu O catalysts with promoters in the form of nanoparticles. Density functional theory calculations demonstrate that single-atomic Sn substitution in the Cu O surface can enrich surface Cu vacancies and promote dispersion of Zn to its atomic levels. Sn and Zn single sites as the co-promoters cooperatively generate electronic interaction with the Cu O support, which further facilitates the adsorption of the reactant molecules on the surface, thereby leading to the superior catalytic performance.

关键词： dual single-atom promoters CuO catalyst dimethyldichlorosilane synthesis Rochow reaction catalytic performance

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Engineering oxygen vacancies and localized amorphous regions in CuO-ZnO separately boost catalytic reactivity and selectivity

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Nano Research 2023年第2期16卷 2126-2132页

作者： Yongjun Ji Xiaoli Chen Shaomian Liu Liwen Xing Xingyu Jiang Bin Zhang Huifang Li Wenxing Chen Ziyi Zhong ligen wang Guangwen Xu Fabing Su School of Light Industry Beijing Technology and Business UniversityBeijing 100048China Institute of Process Engineering Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China College of Chemistry and Materials Engineering Beijing Technology and Business UniversityBeijing 100048China Institute of Industrial Chemistry and Energy Technology Shenyang University of Chemical TechnologyShenyang 110142China Analytical and Testing Center Chongqing UniversityChongqing 401331China Energy&Catalysis Center School of Materials Science and EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China Department of Chemical Engineering Guangdong Technion-Israel Institute of Technology(GTIIT)Shantou 515063China Guangdong Provincial Key Laboratory of Materials and Technologies for Energy Conversion(MATEC) GTIITGuangdong 515063China Gripm Advanced Materials Co. Ltd.Beijing 101407China

Generating different types of defects in heterogeneous catalysts for synergetic promotion of the reactivity and selectivity in catalytic reactions is highly challenging due to the lack of effective theoretical ***,we demonstrate a facile strategy to introduce two types of defects into the CuO-ZnO model catalyst,namely oxygen vacancies(OVs)induced by H2 partial reduction and localized amorphous regions(LARs)generated via the ball milling *** industrially important Rochow–Müller reaction as a representative,we found OVs predominantly improved the target product selectivity of dimethyldichlorosilane,while LARs significantly increased the conversion of reactant *** CuO-ZnO catalyst with optimized OVs and LARs contents achieved the best catalytic *** calculation further revealed that LARs promote the generation of the Cu3Si active phase,and OVs impact the electronic structure of the Cu3Si active *** work provides a new understanding of the roles of different catalyst defects and a feasible way of engineering the catalyst structure for better catalytic performances.

关键词： oxygen vacancy localized amorphous region CuO-ZnO catalyst reactivity selectivity

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张家夏楼铁矿建设实施方案优化研究

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金属矿山 2013年第2期42卷 53-55,59页

作者：王立根五矿邯邢矿业霍邱县庆发矿业有限责任公司

本着工艺先进、总体布置合理、投资适度、经济效益好的建设原则,张家夏楼铁矿建设原实施方案在开拓系统、通风系统、运输系统、充填系统、采矿方法、采掘设备、基建计划等方面存在优化潜力。通过对以上几方面进一步优化,使系统更加合理... 详细信息

本着工艺先进、总体布置合理、投资适度、经济效益好的建设原则,张家夏楼铁矿建设原实施方案在开拓系统、通风系统、运输系统、充填系统、采矿方法、采掘设备、基建计划等方面存在优化潜力。通过对以上几方面进一步优化,使系统更加合理、顺畅,减少了井巷工程量和基建投资,加快了施工进度,缩短了建设工期。

关键词：矿山建设实施方案井巷工程优化

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Cu-Ni-Ti合金的成分-弹性性能关系的高通量表征

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稀有金属 2019年第3期43卷 233-238页

作者：解赓宸王立根王建伟北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088

铍铜合金性能优异,但潜存毒性危害, Cu-Ni-Ti合金是替代铍铜的潜在候选材料。采用多元扩散偶实验方法对Cu-Ni-Ti合金展开研究,进行Cu-Ni-Ti合金的成分-弹性性能关系的高通量表征。结果表明,根据成分变化情况可将扩散偶Cu-Ni-Ti界面扩散... 详细信息

铍铜合金性能优异,但潜存毒性危害, Cu-Ni-Ti合金是替代铍铜的潜在候选材料。采用多元扩散偶实验方法对Cu-Ni-Ti合金展开研究,进行Cu-Ni-Ti合金的成分-弹性性能关系的高通量表征。结果表明,根据成分变化情况可将扩散偶Cu-Ni-Ti界面扩散层分为具有独特相组成的若干区域。在650℃热处理400 h后的Cu-Ni-Ti界面扩散层的纳米压痕点区域包括了纯Cu, fcc(Cu), CuTi, fcc(Ti),纯Ti和Cu-Ni无限互溶固溶体等几个相区,在700℃热处理400 h后的Cu-Ni-Ti界面扩散层的压痕点区域依次包括了纯Ti, hcp(Ti),化合物两相区、 Cu-Ni固溶体和纯Ni等几个相区。对应不同相区域和成分,其弹性模量和硬度呈现一定的规律性变化。由本文所述的高通量研究方法和实验结果,可对Cu-Ni-Ti铜合金体系的成分-弹性性能关系进行定性或定量分析。

关键词： Cu-Ni-Ti 扩散偶界面弹性

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铝合金中刃型位错与合金元素相互作用的分子动力学模拟研究

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稀有金属 2017年第3期41卷 233-238页

作者：刘明辉肖伟王建伟王立根北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088

采用分子动力学方法和修正的嵌入原子势(MEAM),系统地研究了Mg,Si,Fe 3种元素与Al刃型位错的相互作用。研究结果表明,在铝合金中,Mg,Si,Fe 3种合金元素都易于偏聚到位错周围,且Mg和Si与位错的相互作用强于Fe,展现了更良好的固溶强化效... 详细信息

采用分子动力学方法和修正的嵌入原子势(MEAM),系统地研究了Mg,Si,Fe 3种元素与Al刃型位错的相互作用。研究结果表明,在铝合金中,Mg,Si,Fe 3种合金元素都易于偏聚到位错周围,且Mg和Si与位错的相互作用强于Fe,展现了更良好的固溶强化效果。另外,为了阐明时效强化时铝合金中元素聚集对材料力学性能的影响,进而研究了不同尺寸的Mg团簇与位错的相互作用,研究发现铝合金中的大尺寸的团簇与位错相互作用更强烈,与位错相互吸引,产生明显的钉扎作用,阻碍位错的运动。本研究从原子尺度分析了铝合金中不同种类元素(Mg,Si,Fe)和不同尺寸的元素团簇与位错的相互作用,阐述了时效过程中合金元素对材料强化的影响,为今后实验和新型铝合金的开发提供了理论指导。

关键词：铝合金 MEAM 团簇刃型位错

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结合PU学习的遥感影像建筑物自动提取方法

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遥感信息 2023年第3期38卷 93-99页

作者：王理根张永忠兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 兰州市勘察测绘研究院兰州730070 甘肃大禹九州空间信息科技有限公司院士专家工作站兰州730070

针对目前基于机器学习的高分辨率遥感影像的地物提取方法往往需要大量标记样本训练模型的问题,提出了一种利用正样本和未标记样本学习的遥感影像建筑物自动提取方法。首先,利用面向对象的图像分析方法对遥感影像进行分割从而产生地理对... 详细信息

针对目前基于机器学习的高分辨率遥感影像的地物提取方法往往需要大量标记样本训练模型的问题,提出了一种利用正样本和未标记样本学习的遥感影像建筑物自动提取方法。首先,利用面向对象的图像分析方法对遥感影像进行分割从而产生地理对象;其次,基于影像建筑物阴影特征和边缘特征提取建筑物像素,结合分割结果自动获取正样本;再次,利用已提取的正样本和剩余的未标记样本训练Bagging-PU分类器对建筑物进行提取;最后,通过基于邻域统计的二值化处理得到建筑物检测最终结果。该方法实现了训练样本标签的自动获取,不需要外部标签样本输入,就能够自动从遥感影像中提取建筑物。在ISPRS(Vaihingen)数据集上的实验表明,该方法提取结果总体精度达到0.928,F1分数为0.864。

关键词：建筑物提取阴影特征面向地理对象图像分析正例未标注学习二值化

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金属单原子催化剂的制备及其电催化应用进展

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稀有金属 2023年第8期47卷 1132-1142页

作者：史琦汪礼敏纪永军王立根苏发兵白帅中国有研科技集团有限公司北京有研粉末新材料研究院有限公司北京101407 有研粉末新材料股份有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 有研工程技术研究院有限公司材料计算中心北京101407

近年来,将金属以原子级分散在载体上的单原子催化剂(SACs)已成为催化科学领域的一个新前沿,并引起了广泛的研究关注。它以其可以最大化金属原子的利用率,同时具备均相催化剂和非均相催化剂的优点,不仅展现出弥合二者之间差距的巨大潜力... 详细信息

近年来,将金属以原子级分散在载体上的单原子催化剂(SACs)已成为催化科学领域的一个新前沿,并引起了广泛的研究关注。它以其可以最大化金属原子的利用率,同时具备均相催化剂和非均相催化剂的优点,不仅展现出弥合二者之间差距的巨大潜力,还应用在众多重要的能源反应和工业化学品合成中。不仅如此,其结构的单一性和均质性也有助于全面了解催化剂结构与性能之间的关系,实现针对原子级目标反应的合理催化剂设计。然而,单原子催化剂仍存在众多问题亟待解决,如:提高金属原子的负载量以及其中金属原子的配位结构与催化性能之间的构效关系。从可持续发展的角度出发,首先阐述了单原子催化剂研究的必要性;其次结合现有的合成策略、常用的表征技术手段以及应用的重要催化反应等几个方面展开,介绍了单原子催化剂的研究现状和最新进展。最后结合目前单原子催化剂未来的研究方向,提出了建议和展望。

关键词：单原子催化贵金属相互作用析氢反应

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动载作用下钢桥面双层SMA铺装层有限元分析

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路基工程 2024年第1期 102-110页

作者：王礼根安徽省交通勘察设计院有限公司合肥230000

基于罗埠大桥钢桥面铺装层早期病害的维修方案,采用有限元软件建立三维模型,研究不同沥青铺装层与钢桥面层间接触状态下、不同沥青铺装层结构设计参数下的铺装层结构设计指标变化规律。结果表明:沥青铺装层沿深度方向的平均剪应力分布... 详细信息

基于罗埠大桥钢桥面铺装层早期病害的维修方案,采用有限元软件建立三维模型,研究不同沥青铺装层与钢桥面层间接触状态下、不同沥青铺装层结构设计参数下的铺装层结构设计指标变化规律。结果表明:沥青铺装层沿深度方向的平均剪应力分布规律为:磨耗层>缓冲层>保护层;SMA层厚度及缓冲层厚度的增加可有效改善沥青层受拉、受剪和层间受剪状况;缓冲层模量的增加有利于降低沥青层拉应变,但不利于层间剪应力和沥青层剪应力指标。提出双层SMA钢桥面铺装层结构设计建议,罗埠大桥铺装方案中SMA层厚度为6.0 cm,沥青胶砂层厚度为2.5cm。

关键词：道路工程钢桥面铺装动态荷载力学响应病害防治

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